CN109044781A - 一种双臂多功能治疗仪 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种双臂多功能治疗仪，包括：功能选择模块，用于供用户选择不同的治疗功能；显示模块，包括触摸控制屏，用于供用户实现治疗仪的控制和显示治疗仪的参数信息和获取的用户状态信息；报告生成模块，用于根据获取的用户状态信息生成用户健康报告；云端通信模块，与云端服务器进行无线连接，用于将所述用户健康报告上传到云端服务器，接收从云端服务器发送的功能模块参数设置文件；拓展模块，用于外接拓展的功能模块；双臂治疗模块，包括两个治疗装置，用于分别作用在两个手臂上实现缺血预适应治疗、低频电脉冲治疗和红外温热治疗中的一项或多项功能。本发明能实现基于双臂的不同治疗方法，灵活性强，满足用户的不同需求。
Description
技术领域
本发明涉及治疗器械领域，特别是一种双臂多功能治疗仪。
背景技术
现有的治疗仪大多功能单一，一台治疗仪仅能完成一种单一的治疗方式，当用户需求多种治疗方式配合治疗时，需要采用不同的治疗仪来完成，使用起来十分不便捷，同时，多台治疗仪配合使用也会导致占用空间过大的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种双臂多功能治疗仪。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
一种双臂多功能治疗仪，包括：功能选择模块，显示模块，报告生成模块，云端通信模块，拓展模块和双臂治疗模块，其中，所述功能选择模块，用于供用户选择不同的治疗功能；所述显示模块，包括触摸控制屏，用于供用户实现治疗仪的控制和显示治疗仪的参数信息和获取的用户状态信息；所述报告生成模块，用于根据获取的用户状态信息生成用户健康报告；所述云端通信模块，与云端服务器进行无线连接，用于将所述用户健康报告上传到云端服务器，接收从云端服务器发送的功能模块参数设置文件；所述拓展模块，用于外接拓展的功能模块；所述双臂治疗模块包括两个治疗装置，用于分别作用在两个手臂上实现缺血预适应治疗、低频电脉冲治疗和红外温热治疗中的一项或多项功能。
本发明的有益效果为：本发明基于用户双臂的治疗方式，在治疗仪中设置不同的治疗模块，能够使治疗仪完成不同的治疗方式，灵活性强，满足不同用户的需求。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1为本发明的框架结构图；
图2为本发明双臂治疗模块的框架结构图；
图3为本发明中低频电脉冲治疗模块的框架结构图。
附图标记：
功能选择模块1、显示模块2、报告生成模块3、云端通信模块4、拓展模块5、双臂治疗模块6、所述治疗装置60、缺血预适应治疗模块61、中低频电脉冲治疗模块62、红外温热治疗模块63、电脉冲输出电路621、传输单元622、数字波形处理单元623、数字波形解码子单元6231和增强子单元6232
具体实施方式
结合以下应用场景对本发明作进一步描述。
参见图1，一种双臂多功能治疗仪，包括：功能选择模块1，显示模块2，报告生成模块3，云端通信模块4，拓展模块5和双臂治疗模块6，其中，
所述功能选择模块1，用于供用户选择不同的治疗功能；
所述显示模块2，包括触摸控制屏，用于供用户实现治疗仪的控制和显示治疗仪的参数信息和获取的用户状态信息；
所述报告生成模块3，用于根据获取的用户状态信息生成用户健康报告；
所述云端通信模块4，与云端服务器进行无线连接，用于将所述用户健康报告上传到云端服务器，接收从云端服务器发送的功能模块参数设置文件；
所述拓展模块5，用于外接拓展的功能模块；
所述双臂治疗模块6包括两个治疗装置60，用于分别作用在两个手臂上实现缺血预适应治疗、低频电脉冲治疗和红外温热治疗中的一项或多项功能。
优选地，参见图2，所述治疗装置60包括缺血预适应治疗模块61、中低频电脉冲治疗模块62和红外温热治疗模块63中的一个或多个治疗模块；
本发明上述实施方式，针对用户双臂的治疗方式，在治疗仪中设置不同的治疗模块，能够使治疗仪完成不同的治疗方式；并且通过设置功能选择模块1，方便用户可以自由选择所需的治疗方式，用户能够通过显示模块2实现与治疗仪的交互，通过现实模块输入控制指令或者观看其参数信息；在治疗仪中设置云端通信模块4，能够实现治疗仪和云端服务器的数据交互，将治疗仪所需的数据和参数设定都存放在云端服务器中，有助于实现用户间对治疗仪设定参数的共享，以及根据不同的需要获取不同的设定参数，适合不同用户的需要，同时能够减少治疗仪对数据存储的压力；治疗仪还设置有拓展模块5，能够为治疗仪个性化功能选择以及后续的开发以及拓展奠定基础，提高治疗仪的使用适用周期和灵活性。
优选地，所述缺血预适应治疗模块61：包括所述治疗装置60上设置的充气臂带、充气管、充气泵和控制单元，其中，所述的充气臂带用于绑在人体上臂上，通过充气加压阻断血管流通；所述充气管与所述充气臂带连接并联通，所述充气管上设置有气压传感器和泄气阀；所述充气泵与所述充气管相连通，用于对充气臂带充气加压；所述控制单元与所述充气泵连接，包括气压采集子单元，用于获取充气臂带的气压传感器的气压信息；血压测量子单元，用于人体血压测量；微处理器子单元，用于控制所述的电路模块各单元的工作状态；驱动控制子单元，用于控制充气泵的充气或泄气阀放气；传输子单元，用于通过所述云端通信模块4从云端服务器中获取预适应所需的气压调节参数设置信息，并将获取的人体血压测量信息通过所述云端通信模块4上传到云端服务器；
优选地，所述气压调节参数设置信息包括：加气压力大小、保持闭气时间、泄气休息时间，其中所述加气压力大小可以为用户最高血压值另加30～40毫米汞柱，保持闭气时间可以为3-5分钟，泄气休息时间可以为5分钟。
本模块通过从云端服务器中直接获取预适应治疗所需的气压调节参数设置信息，通过在人体上臂的充气带人工造成短暂组织缺血，使末端产生缺血性预适应，并通过血液循环将远端产生的应激信号分子传达全身，从而对脑、心脏组织的血栓形成以及缺血性损伤产生预防和治疗的作用，同时对预适应治疗过程中人体血压状态进行实时监测，将获取的人体状态信息上传到云端服务器进行统计和分析，有助于对气压调节参数的设置做更合适用户身体情况的调整，适应性强，灵活度高，智能化水平高，适应不同用户的需求。
优选地，参见图3，所述中低频电脉冲治疗模块62：包括设置在所述治疗装置60上的电脉冲输出电路621；传输单元622，用于通过所述云端通信模块4从云端服务器中获取所述数字脉冲文件，所述数字脉冲文件包括病情、治疗结果信息与电脉冲波形对应表和电脉冲波形压缩文件，所述电脉冲波形文件是将中低频电脉冲波形进行压缩感知表示的稀疏处理，获取稀疏电脉冲信号，采用观测矩阵对稀疏电脉冲信号进行压缩投影计算，得到的压缩电脉冲信号形成的电脉冲波形压缩文件；数字波形处理单元623，分别与所述传输单元622和电脉冲输出电路621连接，用于对获取的电脉冲波形文件进行处理，输出电脉冲信号，包括数字波形解码子单元6231和增强子单元6232；所述数字波形解码子单元6231用于对所述电脉冲波形压缩文件进行解码重构处理，将文件中经压缩的数字脉冲信号进行解压重构处理，获取中低频电脉冲波形；所述增强子单元6232，与所述数字波形解码子单元6231连接，用于对所述中低频电脉冲波形进行增强处理，输出电脉冲信号；
本模块通过从云端服务器中直接获取所需的电脉冲波形文件，能够适应实际应用中，对于不同情况采用不同的中低频电脉冲进行治疗的情况，灵活性强，无需调试且可靠；而且本模块，节省大量生成电脉冲所需的硬件电路，结构简单，能够良好地集成与治疗仪的双臂治疗装置60中，提高了治疗仪的智能化水平和集成度水平，适应用户的需求。
优选地，所述红外温热治疗模块63：包括设置在所述治疗装置60上的红外加热板；温度控制单元，与所述红外加热板连接，用于对所述红外加热板的温度进行控制；
本模块能够单独完成热敷、发热等功能，同时能够配合所述中低频电脉冲治疗模块62对体表皮肤施加影响，可明显促进肌体血液微循环、细胞新陈代谢以及体液中电解质的平衡与代谢，从而改善体征参数。
优选地，所述数字波形解码子单元6231具体包括：
对所述电脉冲波形文件进行预测重构处理，即对文件中经压缩的电脉冲信号进行预测重构，其中采用的预测重构滤波器为：
δ(e+1)＝PT(e)μ(e)
式中，δ(e+1)表示滤波器的输出信号序列，即重构后的电脉冲信号，μ(e)表示预测滤波器的输入信号矢量，即获取的电脉冲信号矢量，P(e)表示滤波器的系数；
其中，所述滤波器的系数P(e)的训练函数为：
式中，P(e+1)和P(e)分别表示e+1和e时刻的滤波器系数，P(e)＝[α0,α1(0),α1(1),α2(0,0),α2(0,1),α2(1,0),α2(1,1)]T，其中，αn(r1,r2,…,rn)表示滤波器的n阶电脉冲响应函数，r表示滤波器的输入维数，该函数能够描述滤波器的非线性特征，滤波器系数P(e)的初始值为0；μ(e-1)表示滤波器的输入信号矢量，即获取的电脉冲信号矢量，G(e)表示输入的电脉冲信号序列，表示收敛因子；
优选地，
针对每一帧电脉冲信号，每一帧只需知道一半的样值，就能预测其余的样值，这里输入的电脉冲信号序列G(e)就是经压缩的样值，根据G(e)预测当前帧中其余的样值，还原出完整的电脉冲信号序列，即完整的中低频电脉冲波形；
优选地，所述数字波形解码子单元6231还包括：
在所述预测重构滤波器后串联低阶维纳滤波器进行进一步降低预测误差，获取更精确的电脉冲信号预测重构。
本发明上述实施方式，采用上述的方法对获取的电脉冲波形文件进行解压重构处理，还原出完整的中低频电脉冲信号序列，通过采用上述的滤波器函数训练预测重构滤波器，从而实现对基于压缩感知的压缩脉冲信号的准确重构，并且在自定义的预测重构滤波器后串联低阶维纳滤波器做进一步的误差消除，进一步提升电脉冲信号获取的准确性，保证了治疗仪中低频电脉冲治疗模块62的治疗效果。
优选地，所述信号增强子单元6232具体包括：
获取所述中低频电脉冲波形的幅度谱；
构建电脉冲波形特征字典，包括：利用电脉冲波形的幅度谱ξ(train)和对应的邻域权重特征矩阵学习得到电脉冲波形字典Bz和特征字典Dz；其中，约束ξ(train)在Bz的稀疏表示稀疏和在Dz上的稀疏表示系数是一样的，都采用表示；
其中，因为同一个电脉冲波形的幅度谱和其相应的邻域权重特征都是对该信号波形的刻画，他们是有联系的，这种联系性可以表示为他们在某些成分上的权重，即稀疏表示系数，这样约束的好处在于建立信号和特征之间的关系，为后续的电脉冲信号降噪和优化提供便利；
其中，通过求解如下最优化问题来获取电脉冲波形字典：
其中，对于任意的列m，有
式中，ω表示信号近似误差和特征近似误差的权重因子，W表示稀疏性约束阈值，表示的第m列，其中||·||F表示Frobenius范数，k表示最优化修正因子；
采用生成性字典学习方法或联合字典学习方法对上述优化函数进行学习，获取最优化电脉冲波形字典Bz；
对于带噪声的电脉冲波形幅度谱x，根据最优化电脉冲波形字典Bz进行稀疏表示，获取电脉冲波形稀疏表示矩阵Gz；
利用字典获取电脉冲幅度谱估计ξd，其中：ξd＝BzGz；
利用短时傅里叶变换对电脉冲幅度谱估计进行处理，获取增强处理后的时域中低频电脉冲信号；
其中，所述邻域权重特征表示某个时频点的幅度值在其邻域所有幅度值之和的权重，即邻域权重特征函数为：
其中，F(t,z)表示电脉冲波形的幅度谱，表示时频点为(t,f)的邻域内的时频点，其中，kt和kf分别表示设定的邻域边界阈值，n表示(t,f)的邻域中时频点的个数，表示设定的邻域权重特征调节因子，根据电脉冲波形幅度谱矩阵便能获取其对应的邻域函数特征矩阵。
本发明上述实施方式，采用上述的方法对获取的中低频电脉冲波形进行增强处理，首先获取重构后的电脉冲信号序列的幅度谱，并采用上述邻域权重特征函数获取电脉冲信号幅度谱的邻域权重特征，该特征能够反映出每个时频点的幅度谱值在其邻域的权重，有助于将每一个孤立的时频点和其邻域的多个时频点联系起来，提高了电脉冲信号幅度谱估计的鲁棒性，同时通过上述最优化函数获取电脉冲波形字典，并采用最优化电脉冲波形字典获取中低频电脉冲幅度谱估计，将其还原成电脉冲信号，准确性高，能够去除电脉冲波形中的噪声部分，进一步提高了治疗仪的性能。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当分析，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (8)
1.一种双臂多功能治疗仪，其特征在于，包括：功能选择模块，显示模块，报告生成模块，云端通信模块，拓展模块和双臂治疗模块，其中，所述功能选择模块，用于供用户选择不同的治疗功能；所述显示模块，包括触摸控制屏，用于供用户实现治疗仪的控制和显示治疗仪的参数信息和获取的用户状态信息；所述报告生成模块，用于根据获取的用户状态信息生成用户健康报告；所述云端通信模块，与云端服务器进行无线连接，用于将所述用户健康报告上传到云端服务器，接收从云端服务器发送的功能模块参数设置文件；所述拓展模块，用于外接拓展的功能模块；所述双臂治疗模块包括两个治疗装置，用于分别作用在两个手臂上实现缺血预适应治疗、低频电脉冲治疗和红外温热治疗中的一项或多项功能。
2.根据权利要求1所述的一种双臂多功能治疗仪，其特征在于，所述治疗装置包括缺血预适应治疗模块、中低频电脉冲治疗模块和红外温热治疗模块中的一个或多个治疗模块。
3.根据权利要求2所述的一种双臂多功能治疗仪，其特征在于，所述缺血预适应治疗模块：包括所述治疗装置上设置的充气臂带、充气管、充气泵和控制单元，其中，所述的充气臂带用于绑在人体上臂上，通过充气加压阻断血管流通；所述充气管与所述充气臂带连接并联通，所述充气管上设置有气压传感器和泄气阀；所述充气泵与所述充气管相连通，用于对充气臂带充气加压；所述控制单元与所述充气泵连接，包括气压采集子单元，用于获取充气臂带的气压传感器的气压信息；血压测量子单元，用于人体血压测量；微处理器子单元，用于控制所述的电路模块各单元的工作状态；驱动控制子单元，用于控制充气泵的充气或泄气阀放气；传输子单元，用于通过所述云端通信模块从云端服务器中获取预适应所需的气压调节参数设置信息，并将获取的人体血压测量信息通过所述云端通信模块上传到云端服务器。
4.根据权利要求3所述的一种双臂多功能治疗仪，其特征在于，所述气压调节参数设置信息包括：加气压力大小、保持闭气时间、泄气休息时间，其中所述加气压力大小可以为用户最高血压值另加30～40毫米汞柱，保持闭气时间可以为3-5分钟，泄气休息时间可以为5分钟。
5.根据权利要求2所述的一种双臂多功能治疗仪，其特征在于，所述中低频电脉冲治疗模块：包括设置在所述治疗装置上的电脉冲输出电路；传输单元，用于通过所述云端通信模块从云端服务器中获取所述数字脉冲文件，所述数字脉冲文件包括病情、治疗结果信息与电脉冲波形对应表和电脉冲波形压缩文件，所述电脉冲波形文件是将中低频电脉冲波形进行压缩感知表示的稀疏处理，获取稀疏电脉冲信号，采用观测矩阵对稀疏电脉冲信号进行压缩投影计算，得到的压缩电脉冲信号形成的电脉冲波形压缩文件；数字波形处理单元，分别与所述传输单元和电脉冲输出电路连接，用于对获取的电脉冲波形文件进行处理，输出电脉冲信号，包括数字波形解码子单元和信号增强子单元；所述数字波形解码子单元用于对所述电脉冲波形压缩文件进行解码重构处理，将文件中经压缩的数字脉冲信号进行解压重构处理，获取中低频电脉冲波形；所述增强子单元，与所述数字波形解码子单元连接，用于对所述中低频电脉冲波形进行增强处理，输出电脉冲信号。
6.根据权利要求2所述的一种双臂多功能治疗仪，其特征在于，所述红外温热治疗模块：包括设置在所述治疗装置上的红外加热板；温度控制单元，与所述红外加热板连接，用于对所述红外加热板的温度进行控制。
7.根据权利要求5所述的一种双臂多功能治疗仪，其特征在于，所述数字波形解码子单元具体包括：
对所述电脉冲波形文件进行预测重构处理，即对文件中经压缩的电脉冲信号进行预测重构，其中采用的预测重构滤波器为：
δ(e+1)＝PT(e)μ(e)
式中，δ(e+1)表示滤波器的输出信号序列，即重构后的电脉冲信号，μ(e)表示预测滤波器的输入信号矢量，即获取的电脉冲信号矢量，P(e)表示滤波器的系数；
其中，所述滤波器的系数P(e)的训练函数为：
式中，P(e+1)和P(e)分别表示e+1和e时刻的滤波器系数，P(e)＝[α0,α1(0),α1(1),α2(0,0),α2(0,1),α2(1,0),α2(1,1)]T，其中，αn(r1,r2,…,rn)表示滤波器的n阶电脉冲响应函数，r表示滤波器的输入维数，该函数能够描述滤波器的非线性特征，滤波器系数P(e)的初始值为0；μ(e-1)表示滤波器的输入信号矢量，即获取的电脉冲信号矢量，G(e)表示输入的电脉冲信号序列，表示收敛因子；
针对每一帧电脉冲信号，每一帧只需知道一半的样值，就能预测其余的样值，这里输入的电脉冲信号序列G(e)就是经压缩的样值，根据G(e)预测当前帧中其余的样值，还原出完整的电脉冲信号序列，即完整的中低频电脉冲波形。
8.根据权利要求7所述的一种双臂多功能治疗仪，其特征在于，所述数字波形解码子单元还包括：
在所述预测重构滤波器后串联低阶维纳滤波器进行进一步降低预测误差，获取更精确的电脉冲信号预测重构。
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Application publication date: 20181221 |
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